系统化炼焦也是一个非常庞大且复杂的系统工程。不过朱棣目前也只是简单的炼焦,想得到足够质量、数量的焦炭而已,并不会做太复杂。
首先,炼焦可以得到非常多的副产品,除了焦炭,还有焦炉煤气、煤焦油。
焦炉煤气可以用来生产尿素、合成氨。这也是非常重要的一项应用了。氨气作为一种化学工业的基础原料,用途是不言而喻的。而尿素就不用说,最基础的化肥之一。
这些煤气产物,目前朱棣只能看着,目前的条件来说,还做不到煤气的化学回收。这涉及到的产业又是一大片,不是现在朱棣能实现的。这就导致目前炼焦大气污染严重,朱棣也没有办法。只能先设计煤气处理的预留接口,以后条件成熟了,第一时间改进。
而煤焦油有可以用来生产沥青、萘、酚等,其他的朱棣暂时还用不到,沥青还是可以运用的。
炼焦的过程首先就是备煤,将洗煤厂运来的各种精煤制备成配比准确、粒度适当、质量均一、符合炼焦要求的煤料,并把煤混匀,将制备好的煤料送到焦炉贮煤塔。
已经制备好的煤料从煤塔送至各个炭化室装炉。干馏产生的煤气经集气系统、排出。再经过一个结焦周期(一般为14~18小时),将炼制成熟的焦炭推出,用水喷淋,也叫熄焦。
熄焦后,将焦炭卸入凉焦台,进行冷却。焦炭在凉焦台上的停留时间一般要30分钟左右,以蒸发水分,并对少数未熄灭的红焦补行熄焦。
最后筛分、整粒,将大于80(或75)毫米级的焦炭预先筛出,破碎后再过筛,得到粒度80~25(或75~25)毫米级焦炭用于炼铁。这样可以提高焦炭粒度的均匀性,并避免大块焦炭沿固有的裂纹在高炉内碎裂,从而提高焦炭的机械强度,有利于炼铁生产。
最后就是贮藏、出厂了。整个流程看起来相当简单。这也是正常的,炼焦的技术性不高,其实在明代以前即开始了。只是目前明朝的炼焦炉还有待改进。
明朝的土窑的特点是,结焦室和燃烧室不分开,炼焦热源靠煤干馏时产生的煤气和部分煤料燃烧提供,因而成焦率低,焦炭灰分高,结焦时间长。
而朱棣设计的现代炼焦炉,由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶、基础、烟道等组成。炭化室中煤料在隔绝空气条件下受热变成焦炭。这种结构的炼焦炉的各方面性能,都不是明朝的土窑所能比的。
朱棣之所以敢直接上现代炼焦炉,是因为现代炼焦炉相对于明朝的土窑来说,其优点在于结构的优越性而在工程难度方面,是目前的技术所能接受的。就是没有煤气处理这些部件而已。
目前,随着朱棣过来的那些匠人,现在正在加班加点的修建水泥窑。有了玻璃窑的经验,朱棣也不需要处处看着,只要给他们一个设计方案,他们都能自己解决绝大部分问题。